基于ProE螺旋榨汁机的设计【毕业论文+CAD图纸全套】

买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 1 基于 螺旋榨汁机的设计 摘 要 火版 能强大和互连互通的特点，推动了整个产品开发机构中个人效率和过程效率的提高。它既能节省时间和成本，又能提高产品质量。基于 的强大功能，本设计利用 完成了螺旋式连续榨汁机的设计，螺旋式连续榨汁机以其结构简单、操作方便、榨汁效率高等优点而得到广泛应用。就目前来讲 ,螺旋式连续榨汁机主要应用在食品方面 ,用于榨取苹果、梨、番茄、菠萝、桔子、胡萝卜等果蔬的汁液。 关键字： ； 榨汁机 ； 螺旋 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 2 前言 传统的通用机械产品的设计是首先将产品以平面的形式表达出来，然后进行反复校核和修改，最后由加工者把图样上的内容转化为成形的产品，这样不仅设计周期长，成本高，而且当产品制造出来后，经常会出现零部件之间相互干涉，无法安装和装配到位等重大设计失误，如此反复修改也延长了产品投放市场的周期。鉴于通用机械的使用范围广，设计行业多，这就对通用机械的可靠性、稳定性和通用性提出了较高的要求。目前世界上应用最为泛的高档三维商业软件 就可以很好地解决这些问题。 直接采用三维设计，使设计者能了解产品的每 一个细节，并利用其参数化设计的思想，使零件的设计、修改变得简单易行，同时还可以完成产品的系列化设计。另外利用 的分析功能，可以完成机构运动学、动力学仿真和有限元分析。 进入 21 世纪后，随着我国水果产量的大幅度提高和鲜销市场的逐渐饱和，“卖果难”愈演愈烈。另外，由于我国经济实力的增强及人民生活水平的提高，果汁加工业又进入一新的发展时期。榨汁机是果品行业的重要组成部分。因此，对榨汁机设备的研究势在必行。 要求设计研究出结构简单、成本低、效率高的榨汁设备。基于 的强大功能，本设计利用 完成了 螺旋式连续榨汁机其结构简单、操作方便、榨汁效率高等优点 的设计。 1 总体方案设计 体布局设计 本设计在布局上采用折叠式 ,即螺杆、减速器在一个水平面上 ,将电机置于另一个水平面上 (见图 1)。这样布置 ,一是较大幅度减少了整机长度 ,提高了设备刚度 ,节省了原材料 ,降低了成本 ;二是电机与减速器之间采用三角带传动 ,起到了缓冲作用 ,可避免因原料带入异物造成螺杆堵转、引起瞬间负荷过大时 ,烧坏电机或损坏减速器等故障的发生 ;三是由于电机位置较低、以及在电机与减速器之间采用三角带传动 ,极大地降低了机械振动与噪声。 基本结构螺旋式连续榨汁机基本结构 如 图 1。 螺旋式连续榨汁机三维结构图如 图 2。 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 3 图 1 螺旋式连续榨汁机结构简图 123456 789 10图 2 螺旋式连续榨汁机三维结构图 作原理 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 4 由图 2可知 ： 该机由机架、螺杆、筛筒 、减速器、电机等组成。电机 1通过三角带 2带动减速器 3转动 ,减速器 3通过联轴器 4带动螺杆 6转动 ,物料由进料斗 5喂入 ,在螺杆 6的作用下 ,受到挤压 ,物料中的水分通过筛筒 7流出 ,经集液盘 9排出机外 ,物料在强大的挤压作用下 ,汁液 越来越少 ,最后经出料斗 8排出。 杆部设计 通常螺旋式连续榨汁机是靠螺杆在筛筒内旋转 ,对物料产生压力 ， 从而使物料中的汁液 被强制挤出。螺旋式连续榨汁机螺杆按不同的分类方法有多种型式。如按螺杆螺纹直径分类有等径与变径之分 ， 按螺杆螺距分类有等距与变距之分 ； 按螺杆螺纹型式分有连续与断续之分等。针对本设计加工对象综合考虑 ,确定采用变 径、断续、变螺距螺杆。螺杆上的螺旋共分四段 (如 图 3)。第一段为喂料螺旋 ， 主要 作用是输送物料 ； 第二段是预压螺旋 ， 主要作用是对物料进行初步挤压 ， 并开始挤出水分 ； 第三段、第四段是压榨螺旋 ， 主要作用是不断增加对物料的进一步挤压 ， 使水果的果汁 被强制挤出。特别是第四段具 有增 压作用 ,进一步 提高出汁率。 图 3 螺旋 轴 杆螺旋直径和螺距的设计 2 螺杆螺旋结构简图如 图 4。 图 4 螺杆 螺旋 结构简图 杆转速的确定 由 于本螺杆工作性质属于压榨范畴 ， 故转速较低。参照榨买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 5 油机、油料化机、食品 榨汁机 ， 决定选用 n=130r/ 距的确定 初选螺距 ， 第一段 t=50其他各段螺距依次递减。 物料移动速度 (m/s)计算 ： 00 =s 螺旋式连续榨汁机的生产能力公式如下 ： G=3600 (kg/h) 式中 :： G 生产率 ,本设计取 G=1000kg/h； 螺杆螺旋送料的断面面积 ( 1 物料容积密度 ， 本设计取 1 =400kg/ 充填系数 ,本设计取 = 将参数代入得 ： 1000=3600 400 得 ： 根 据螺杆螺旋送料的断面面积计算公式 ： )(d 式中 ： 螺 杆螺旋送料的断面大径 (m)； 螺 杆螺旋送料的 断面小径 (m)； 本设计根据强度计算得 将有关数据代入 得 ， 则可求得 ： 螺杆螺旋送料的断面大径 m。 率计算 9 榨汁机的功率消耗包括两方面：压缩物料所消耗的功率；使物料移动消耗的功率。在这里，把轴与 轴承摩擦等所消耗的功率算入机械效率中。 设压缩物料所消耗的功率为 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 6 4 )(d (1+2+3+ +Z)（ W） = =中 ： s 相邻螺距大小之差， m； Z 螺距 数目 ； 物料所受的最大压力， 取 0d 螺旋外径， m； 1d 螺旋内径， m。 设使物料移动所消耗的功率为 22W) 式中 ： m 物料的质量 t 物料运动时间 s。 而 (生产能力 ) v=60 26021 720022W) =7200 =消耗的功率为 ： P= 21 (W) 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 7 =891 =中 ： 传动效率 。 由 电动机至工作机之的总效率 7(包括工作机效率 )为： 54321 式 中 ： 1 、 2 、3、 4 、5分别为带传动、齿轮传动的轴承、齿轮传动、联 轴器、螺杆轴的轴承的效率 。 取 1 2 4 ： 54321 选择 电 动机 按已知的工作要求和条件，选用 鼠笼型三相异步电动机 7。 择电动机功率 榨汁 机所需的电 动机输出功率为 ： P= 21 (W) =891 =定 电 动机转速 6 旋转 轴的工作转速为： n=130r/按推荐 的合理传动比范围，取带传动的传动 i 2 4，减速器 的 传动比 i 4 合理总传动比的范围为 i 8 50，故电动机转速的可选范围为 ： (8 130=1040r/合这一范围的同步转速有 1500 r 3000r 出有这几种适用的电动机型号 见 表 1，其技术参数传动比的比较情况见下表。 表 1 电动机型号和技术参数及传动比 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 8 方案 电动机 型号 额定 功率 电动机转速 传动装置的传动比 P/步 转速 满载 转速 总传 动比 带 减速箱 1 1500 1440 2 3000 2920 综台考虑电动机和传动装置的尺寸、重量以及带传动和减速器的传动比 ， 可知方案 2比较适合 。因此选定电动机型号为 所选电动机的额定功率4载转速440r 传动比适中，传动装置结构较紧凑 。 所选电动机的主要外形尺寸 和安装尺寸如 图 5和 下表 2所示 ： 图 5 电动机结构简图 表 2 电动机的主要外形尺寸和安装尺寸 中心高 H 外形尺寸L (+ 脚安装 A B 地脚螺栓空直径 K 轴伸尺寸D E 装键部位尺寸 F 12 400 305 265 180 140 12 28 60 8 36 3 计算总传动比和分配传动比 由选定电动机的满载转速得传动装置的总传动比为： i=买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 9 计算出总传动比后，应合理地分配各级传功比，限制传动件 的圆周速度以减小动载荷，降低传动 精度等级。分配各级传动比时 考虑 到 以下几点： 各级传动的传动比应在推拌的范围内选取 ； 应使传动装置的结构尺寸较小、重量较轻 ；应使各传动件的尺寸协调，结构匀称、合理， 避免互相干涉碰撞 。 故 V 带传功比取 速器 传功比 取 4。 4 计算传动装置的运动和动力参数 7 进行传动件的设计计算，先推算出各轴的转 速、功率和转矩。 按内电动机至工作机之间运动传递的路线推算各轴的运动和动力参数 如 表 3。 轴转速 1n =1 514.3 212 = 4 式中 ：位为 1n ， 2n 分别为 减速器输入 轴 和榨汁机螺旋轴的转速， 单位为 1速器输入轴 的传动比； 2i 为 减速器的 传动比。 轴的输入功率 1P = 1 =4 P = 2 =中 ：动机 的输出 功率，单位为 1P 、 2P 分别为 减速器输入轴和榨汁机螺旋轴的输入功率， 单 位为 1、 12 分别为电动机轴与 减速器输入轴 、 减速器输入轴 与 榨汁机螺旋轴 间的传动效率。 轴转矩 1T = 11 i 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 10 = m 2T = 1T 122 i =4 m 式中 ： 1T 、 2T 分别为 减速器输入轴和榨汁机螺旋轴 的输入转距，单位为 N m； 单位为 N m。 55055014404= m 表 3 传动装置的运动和动力参数 轴名 参数 电动机轴 减速器 螺旋 轴 转速 n/(r/1440 入功率 P/ 入转矩T/( N m) 动比 i 效率 设计 定计算功率 因为 工作机是螺旋榨汁机， 故属于载荷变动较大的机械， 原动机是交流电动机（普通转矩鼠笼式）， 工作时间小于 10 小时 /天，启动形式为软启动。 故 ： =1.2 工作情况系数 取 择 3 根据计算功率带轮转速 1n ， 得 A， B 型均可，选择 A 型普通 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 11 定带轮基准直径 1D 和 2D 选主动轮的基准直径 1D 3 根据所选 V 带型号参考 ， 选取 D ， 选001 。 算带的 速度 V 000100100060V 11 算从动轮直径 2D 8 01 0 定传动的中心距 由 22021 即 ： 1 0 02 8 021 0 02 8 7602660 a， 取 500 计算基准带长 ： 0212210 422 a d 0028028010025002 2 选取带的基准长度， 查表 3得 ： 633计算实际中心距，由公式 ： 1 02 1 31 6 3 35 0 02 0 考虑安装调整和补偿初拉力的需要，中心距的变动范围为 ： d 4 7 51 6 3 30 1 00 1 i n 491 6 3 a x 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 12 算主动轮的包角 1a 根据公式及对包角的要求，应保证： 12015860500 10028018060180 121 a 定 Z L ，取 Z=3根。 式中 ： 0P 在 包角 =180度 ，特 定长度，工作平稳情况下，单根普通带的许 用功率值； K 考虑包角不同时的影响系数，简称包角系数 ； 考虑 带的长度不同的影响系数，简称长度 系数。 查得 ：0P= K= 中： K 材质系数 ； 0P 计 入传动比的影响时，单根 计 算 公式为 ： 0 0 0 ； 式中： T 单 根普通 V 带所能传递的转矩的修正值 ； 1n 主 动轮的转速。 定带的初拉力0带 的初拉力0 F 20 带传动作用在轴上的压力 Q 09 021 58s 152 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 13 式中 ： Z 带的根数 ； 0F 单跟带的初拉力 ； 1 主动轮上的包角 。 带设计计算列表 如表 4 表 4 V 带 设计计算列表如下： 设计 计算项目 结果 说明 工作情况系数 计算功率 选取 号 A 小带轮直径 100选比表中大的值 大带轮直径 280验算 s 初定中心距 考实际机械结构确定 初算 L选 V 带的基准长度 定 称 长度 定中心距 a 510包角 1 158 120，合适 包角系数 长度系数 材质系数 k 1 化学线绳结构的胶带 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 14 单 根 能传递的功率 单根 率增量 单 根 递扭矩的修正值 T 3根 每米 m 单根 拉力 轴上的压力 Q 1090N 计算结果汇总： 1600带根数： 3根 中心距： 510上压力： 1090N 6 带轮的设计 料 带轮常用材料是铸铁，因为带速 v 25m s，所以选用 轮的形式 3 带 轮的结构由带轮直径大小而定， 因带轮基准直径 D=故安全。 9 筛筒部设计 筛筒部的筛筒 (如 图 15 和图 16)上有许多筛孔 ,被榨出的汁液就是从这里流出的。筛孔的设计十分重要 ,它的主要参数包括 :筛孔大小和分布密度。为了确保被榨出的汁液能够及时从筛孔中流出 ,筛筒筛孔的孔隙率越大越好。又由于筛筒要求承受螺旋挤压产生的强大压力 ,所以孔隙率也不能太大。通常孔隙率选择原则有 :筛筒刚度好时 ,选大些 ;筛筒刚度差时 ,选小些。筛孔大时 ,孔隙率取较大值 ;筛孔小时 ,孔隙率取较小值。 筛孔直径的选择 :一般来讲 ,筛孔直径越大 ,越有利于汁液的排出 ;相反 ,筛孔直径越小 ,越不利于汁液的排出 ,过小时 ,就不能保证汁液的排出。选择筛孔时 ,首先要考虑所加工物料的粒径大小 ,加工物料的单个粒径大时 ,筛孔直径选择也要相应大些 ,以利于汁液排出。但也不能过大 ,否则 ,可能会造成较大的料损 ;加工物料的粒径小时 ,筛孔直径选择也要相应小些 ,但也不能太小 ,因为筛孔太小时 ,容易造成堵塞 ,不能保证汁液顺利流出。目前 ,筛孔直径的选择方法主要有定性选择法和经验选择法 , 般要经过两到三次试验确定 。 圆筒筛用 2的 制作，孔间距离 2筒筛的内径为 240长为 570为了确保筛买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 22 筒内物料清理方便 ,筛筒设计成上下两半 ,中间 用螺栓连接。 图 15 下 半筛筒 图 16 上半筛筒 10 轴承端盖的设计 8 材料选用 因凸缘式轴承端盖调整间隙比较方便，密封性也好，故选用凸缘式结构。为了调整轴承间隙，在端盖与轴承座之间放置由若干薄片组成的调整买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 23 垫片，同时也起到密封的作用。 轴承端盖简图见图 17，轴承端盖三维图见图 17。 缘式轴承端盖各尺寸计算 ： +20+12=1501=0120-(10105取 10 0+50+12=180mm e=me= m= 图 17 轴承端盖简图 图 18 轴承端盖三维图 买文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 24 11螺旋轴 组件 的制作过程 5： 新建装配件，输入组件名称 击确定，如图 19： 图 19 新建组件 击主窗口右侧增加组件的图标选取要装配的零件 见图 20。 图 20 选取零件 文档就送您 纸全套， Q 号交流 401339828 或 11970985 25 单击组件放置对话框在缺省位置组装组件的图标，单击确定。 见图 21。 图 21 固定零件 建四个基准面： 见图 22。 图 22 新建四个基准面 再单击增加组件